風(fēng)電場升壓站35kV側(cè)接地方式選擇及接地變?nèi)萘坑?jì)算探討

上海勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司 董國峰

風(fēng)電場升壓站35kV側(cè)接地方式選擇及接地變?nèi)萘坑?jì)算探討

上?？睖y設(shè)計(jì)研究院有限公司 董國峰

中性點(diǎn)接地方式是風(fēng)電場安全運(yùn)行涉及的關(guān)鍵問題，風(fēng)電場升壓站的設(shè)計(jì)中需要選擇35kV母線側(cè)接地方式、選擇消弧線圈或小電阻接地設(shè)備的參數(shù)、選擇接地變壓器容量。本文以某風(fēng)電場為例，給出了方案選擇的計(jì)算過程及步驟。

風(fēng)電場；電容電流；電阻接地；消弧線圈接地；接地變?nèi)萘?/p>

本文的目的是通過計(jì)算單相接地電容電流，確定風(fēng)電場35kV母線側(cè)接地方式、確定消弧線圈或小電阻接地設(shè)備的參數(shù)、確定接地變壓器容量以及進(jìn)行整定繼電保護(hù)。

1 電容電流計(jì)算

1.1 電容電流計(jì)算原則

確定35kV母線側(cè)接地方式時，應(yīng)計(jì)算35kV集電線路的單相接地電容電流。電網(wǎng)的電容電流，應(yīng)當(dāng)包括有電氣連接的所有架空線路、電纜線路、箱式變壓器的電容電流，并計(jì)及升壓站母線和電器的影響。

1.2 原始資料

安徽某風(fēng)電場，安裝22臺2.2MW風(fēng)機(jī)，集電線路電壓等級為35kV，額定線電壓為37kV，采用電纜與架空線路混合敷設(shè)方式。集電線路統(tǒng)計(jì)如下：

1)電纜線路

2)架空線路單回路

3)架空線路雙回路

1.3 計(jì)算公式及計(jì)算過程

單相接地電容電流計(jì)算原理公式：

式中：IC——單相接地電容電流（A）；Ue——系統(tǒng)額定線電壓（kV）；ω——角頻率rad/s；fe——額定頻率（Hz）；C——系統(tǒng)每相對地電容（μF）。

本工程采用以下方式計(jì)算電容電流。

1.3.1 風(fēng)電場線路電容電流計(jì)算

風(fēng)電場線路分為：電纜線路、單回路架空線路、同塔雙回路架空線路。

風(fēng)電場線路部分單相接地電容電流計(jì)算公式：

式中：IC——單相接地電容電流（A）；ICl——線路每千米單相接地電容電流平均值（A/km）；l——線路長度（km）。

1)電纜線路電容電流IC1計(jì)算

交聯(lián)聚乙烯電纜每千米單相接地電容電流平均值見下表：

?

2)單回路架空線路電容電流IC2計(jì)算

額定電壓(kV) 單相接地電流(A/km) 35 0.10

3)同塔雙回路架空線路電容電流IC3計(jì)算

同塔雙回線路電容電流并非為單回線的2倍，其等效電容電流為單回線計(jì)算電容電流1.6倍，即0.16A/Km。

額定電壓(kV) 單相接地電流(A/km) 35 0.16

1.3.2 風(fēng)電場箱式變壓器電容電流IC4計(jì)算

單臺箱式變壓器接地電容電流按0.18A估算。

箱式變壓器數(shù)量(臺) 單臺箱式變壓器接地電容電流(A) 22 0.18

式中：n——箱式變壓器臺數(shù)。

1.3.3 35kV側(cè)總電容電流計(jì)算

1)不考慮變電站增大系數(shù)，總電容電流IC計(jì)算：

2)考慮變電站增大系數(shù)，總電容電流IC計(jì)算：

額定電壓(kV) 變電站影響接地電流增大率(%) 35 13

2 接地方式選擇及設(shè)備選擇計(jì)算

2.1 接地方式選擇原則

根據(jù)《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/ T 50064-2014)：35kV系統(tǒng)，當(dāng)單相接地故障電容電流不大于10A時，可采用中性點(diǎn)不接地方式；當(dāng)大于等于10A又需要在故障條件下運(yùn)行時，應(yīng)采用中性點(diǎn)諧振接地方式。

35kV主要由電纜線路構(gòu)成的風(fēng)力發(fā)電場集電系統(tǒng)，當(dāng)單相接地電容電流較大時，可采用中性點(diǎn)低電阻接地方式。變壓器中性點(diǎn)電阻器的電阻，在滿足單相接地繼電保護(hù)可靠性和過電壓絕緣配合的前提下宜選較大值。

2.2 經(jīng)消弧線圈接地方式的相關(guān)計(jì)算公式

2.2.1 補(bǔ)償容量選擇

消弧線圈的補(bǔ)償容量，可按下式計(jì)算：

式中：Q——補(bǔ)償容量（kVA）；K——系數(shù)，過補(bǔ)償取1.35；IC——單相接地電容電流（A）；UN——系統(tǒng)額定線電壓（V）。

2.2.2 接地變?nèi)萘窟x擇

1)接地變不兼做站用變

接地變設(shè)計(jì)容量應(yīng)為消弧線圈容量的1.1倍。實(shí)際上接地變壓器的最高電壓和最大電流不會同時出現(xiàn)，在工程中選擇接地變壓器容量時，一般按與所連接消弧線圈相同的容量選擇。

接地變的設(shè)計(jì)容量：

式中：S設(shè)計(jì)——接地變的設(shè)計(jì)容量（kVA）；接電變可選擇比S設(shè)計(jì)大的最近一檔的標(biāo)準(zhǔn)容量。

2)接地變兼做站用變

接地變壓器兼做站用變，接地變壓器一次繞組的容量為消弧線圈的容量與站用電的容量之和，二次繞組的容量為站用電的容量。

接地變兼做站用變的設(shè)計(jì)容量：

式中：S設(shè)計(jì)——接地變壓器兼做站用變的設(shè)計(jì)容量（kVA）；S站——站用變?nèi)萘浚╧VA）；φ——站用變功率因數(shù)角（°）。

接地變兼做站用變可選擇比S設(shè)計(jì)大的最近一檔的標(biāo)準(zhǔn)容量。

2.3 經(jīng)小電阻接地方式的相關(guān)計(jì)算公式

2.3.1 單相電阻性電流的計(jì)算

選定的單相電阻性電流，可按下式計(jì)算：

Id=K IC

式中：Id——選定的單相電阻性電流值（A）；

K——配合系數(shù)。

當(dāng)IC≥100A時，K=1～2；當(dāng)IC＜100A時，K=2～6。

2.3.2 中性點(diǎn)接地電阻的計(jì)算

中性點(diǎn)接地電阻：

式中：RN——中性點(diǎn)接地電阻值（Ω）；UN——系統(tǒng)額定線電壓（V）。

2.3.3 接地變?nèi)萘窟x擇

1)接地變不兼做站用變

式中：S短時——接地變的短時容量（kVA）。

根據(jù)IEEE-C62.92.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定變壓器10s的允許過載系數(shù)為額定容量的10.5倍，因此接地變的設(shè)計(jì)容量只需選擇為電阻容量的1/10.5即可。

式中：S設(shè)計(jì)——接地變的設(shè)計(jì)容量（kVA）。

接電變可選擇比S設(shè)計(jì)大的最近一檔的標(biāo)準(zhǔn)容量。

2)接地變兼做站用變

接地變壓器兼做站用變，接地變壓器一次繞組的容量為接地電阻的容量與站用電的容量之和，二次繞組的容量為站用電的容量。

接地變兼做站用變的設(shè)計(jì)容量：

式中：S設(shè)計(jì)——接地變壓器兼做站用變的設(shè)計(jì)容量（kVA）；S站——站用變?nèi)萘浚╧VA）；S短時——接地變的短時容量（kVA）；φ——站用變功率因數(shù)角（°）。

接地變兼做站用變可選擇比S設(shè)計(jì)大的最近一檔的標(biāo)準(zhǔn)容量。

2.4 計(jì)算過程及結(jié)果

本工程中，不考慮變電站增大系數(shù)情況下，總電容電流IC=44.78A，選擇經(jīng)小電阻接地方式。

1)選定的單相電阻性電流，可按下式計(jì)算：

取Id=200A

2)中性點(diǎn)接地電阻：

3)接地變?nèi)萘窟x擇

本工程中，接地變兼做站用變，站用變?nèi)萘繛?00kVA。

接地變兼做站用變選擇800kVA容量。

[1]電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊.

[2]工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊.

[3]DL/T 5222-2005,導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定.

[4]GB/T 50064-2014,交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計(jì)規(guī)范.

[5]GB/T 50064-2014,交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計(jì)規(guī)范.

[6]朱曉露,曹飛翔.接地變壓器容量的計(jì)算與選擇[J].變壓器,2012(08).

圖6 智能車牌識別系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果圖

4 小結(jié)

4.1 本文主要解決了的問題

（1）從車體圖像中如何定位分割牌照區(qū)域；（2）對分割后的字符如何提取具有分類能力的特征；（3）如何進(jìn)行識別匹配；（4）怎樣利用Matlab作為系統(tǒng)界面。

4.2 相應(yīng)方法

（1）采用邊緣檢測法實(shí)現(xiàn)定位；（2）采用投影分割進(jìn)行字符分割，重點(diǎn)針對車牌定位和圖像預(yù)處理后較標(biāo)準(zhǔn)的圖像；（3）采用模板匹配法進(jìn)行字符識別。

由此可以說這是一種程序邏輯設(shè)計(jì)較為簡單，且錯誤率較低的車牌識別系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]岡薩雷斯.數(shù)字圖像處理(第二版)[M].電子工業(yè)出版社,2007,8.

[2]郁梅等.基于視覺的車輛牌照檢測[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,1999(5):65-67.

[3]劉陽,伊鐵源等.數(shù)字圖象處理應(yīng)用于車輛牌照的識別[J].遼寧大學(xué)學(xué)報(bào),2004:65-68.

[4]葉晨洲等.車輛牌照字符識別系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用,1999(5):P10-13.

[5]葉晨洲,廖金周.一種基于紋理的牌照圖像二值化方法[J].微型電腦應(yīng)用,1999(6):28-29.